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Göttingen Sex dient der DNA-Reparatur
Campus Göttingen Sex dient der DNA-Reparatur
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00:20 15.02.2018
Worin liegen die Vorteile des aufwendigen Prozesses der sexuelle Fortpflanzung? Evolutionsbiologen gehen der Frage nach. Quelle: dpa
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Göttingen

Zwei Fragen der Evolutionsbiologie trieben das internationale Forscher-Team, dem auch die Göttinger Biologin Prof. Elvira Hörandl angehörte, um: Warum ist die sexuelle Fortpflanzung bei allen höheren Lebewesen dominant? Worin liegen die Vorteile dieses aufwendigen Prozesses?

Um diese Fragen zu beantworten, haben die Wissenschaftler die Entstehung von Lebewesen mit Zellkern vor etwa zwei Milliarden Jahren rekonstruiert. Ihre Hypothese: Mit der Entwicklung der Sauerstoffatmung wuchs die Gefahr von Schäden an der DNA durch Oxidation. Vor diesem Hintergrund diente Sex womöglich ursprünglich in erster Linie der DNA-Reparatur. Die Ergebnisse der Wissenschaftler sind in der Fachzeitschrift Proceedings of the Royal Society B erschienen.

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Radikale eine potenzielle Gefahrenquelle von innen

Durch die Tätigkeit der Mitochondrien in den Zellen und die Entwicklung der Sauerstoffatmung habe symbiontischen Einzellern zwar mehr Energie zur Verfügung gestanden, heißt es in einer Mitteilung der Uni Göttingen. Andererseits stellten Sauerstoffradikale eine potenzielle Gefahrenquelle von innen dar. Besonders in normalen Stresssituationen reichten die normalen Schutzmechanismen der Zelle oft nicht mehr aus.

Bereits in den ersten Lebewesen mit Zellkern (Eukaryonten) entstand deshalb die Kernteilung als besonders wirkungsvoller Reparaturmechanismus für das Erbgut. Dazu werde ein zweiter Chromosomensatz benötigt, der durch die Verschmelzung zweier Zellen und Zellkerne zustande kommt.

Biologin Prof. Elvira Hörandl Quelle: R

„Diese ersten Zyklen sexueller Fortpflanzung entstanden bereits in den ersten einzelligen Eukaryonten“, erläutert Hörandl. Bei Tieren, Pflanzen oder Pilzen, habe sich Sex dann als Erneuerungsprozess für Keimbahnzellen etabliert, der auch nachteilige, spontan auftretende, dauerhafte Veränderungen des Erbgutes gezielt eliminieren könne. Damit kann die Unversehrtheit des Erbgutes in der Keimbahn über viele Generationen hinweg gewährleistet werden.

„Sex ist also eine physiologische Notwendigkeit“

„Zahlreiche genomische, karyologische und biochemische Untersuchungen der vergangenen Jahre unterstützen diese Hypothese“, erklärt Hörandl. Auch die meisten Formen asexueller Fortpflanzung behielten die Grundmechanismen der DNA-Reparatur und ein bisschen Sex bei. „Sex ist also eine physiologische Notwendigkeit, als Folge eines sauerstoffbasierten Stoffwechsels bei allen höheren Organismen“, sagt Hörandl.

Von Michael Brakemeier